掃描調諧分析儀的基本原理

從下圖中，我們不難看出，它是用超外差接收機的方式來(lái)實(shí)現頻譜分析的。

　　最基本的核心部分是它的混頻器�；�本功能是將被測信號下變至中頻21.4MHz，然后在中頻上進(jìn)行處理，得到幅度。在下變頻的過(guò)程中，是由本振來(lái)實(shí)現下變頻的。本振信號是掃描的，本振掃描的范圍覆蓋了所要分析信號的頻率范圍。所以調諧是在本振中進(jìn)行的。全部要分析的信號都下變頻到中頻進(jìn)行分析并得到譜頻。這與日常所用的電視機、收音機的原理是一樣的。
　　但是有線(xiàn)電視輸出信號范圍很廣，比如有50個(gè)頻道播放。這50個(gè)信號是同時(shí)進(jìn)入接收機的，其總功率是迭加的。而所看的電視節目只能是其中之一。同理，送入頻譜儀的輸入端口信號是所采集信號的總和，其中包括所要分析的特定信號，所輸入到頻譜儀的功率是總功率。由此要引入一個(gè)參數-最大燒毀功率。這一值是1瓦或是+30dBm。也就是說(shuō)輸入到頻譜儀的信號功率總和不能超過(guò)1瓦，否則將會(huì )燒毀儀器的衰減器和混頻器。 電池測試儀| 相序表| 萬(wàn)用表| 功率計| 示波器| 電阻測試儀| 電阻計| 電表| 鉗表| 高斯計| 電磁場(chǎng)測試儀| 電源供應器
　　例如，我們要監測一個(gè)衛星信號，假設其頻率為12GHz，其功率可能只有-80dBm左右，這是很小的。但要知道輸入信號是由很多信號迭加組成的，若是在其它某一頻率上包括一個(gè)很強的信號，即使你沒(méi)有看到這個(gè)大功率信號，若輸入信號功率的總和大于1瓦，也是要燒毀頻譜儀的，而其中的大功率信號并不是你所要分析的信號。這是我們在日常工作中需多加小心的，因為更換混頻器的費用是很高的。
　　當然，頻譜儀在輸入信號時(shí)并沒(méi)有直接將其接入混頻器，而是首先接入一個(gè)衰減器。這不會(huì )影響最終的測量結果，完全是為了儀表內部的協(xié)調，如匹配、最佳工作點(diǎn)等等。它的衰減值是步進(jìn)的，為0dB、5dB、10dB，最大為60dB。
　　還有的頻譜儀是不能輸入直流的，否則也會(huì )損壞器件。另外，還應注意不能有靜電，因為靜電的瞬時(shí)電壓很高，容易把有源器件擊穿。日常工作中把儀表接地就會(huì )有很好的效果，當然要有保護接地會(huì )更好。
　　在中頻，所有信號的功率幅度值與輸入信號的功率是線(xiàn)性關(guān)系。輸入信號功率增大，它也增大，反之相同。所以我們檢測中頻信號是可行的。另外，為了有效檢測，要有一個(gè)內部中頻信號放大�；祛l器本身有差落衰減，本頻和射頻混頻之后它并不是只有一個(gè)單一中頻出來(lái)，它的中頻信號非常豐富，所有這些信號都會(huì )從混頻器中輸出。在眾多的諧波分量中，只對一個(gè)中頻感興趣。這就是前面所說(shuō)的21.4MHz。這是在儀器器件中已做好的，用一個(gè)帶通濾波器把中心頻率設在21.4MHz，濾除其它信號，提取21.4MHz的中頻信號。通過(guò)中頻濾波器輸出的信號，才是我們所要檢測的信號。
　　濾波器在工作中有幾個(gè)因素：中心頻率是21.4MHz，固定不變，其30dB帶寬可以改變。比如對廣播信號來(lái)說(shuō)，其帶寬一般是幾十kHz，若信號帶寬是25kHz，中頻的帶寬一定要大于25kHz。這樣，才能使所有的信號全部進(jìn)來(lái)。如果太寬，就會(huì )混入其它信號；如果太窄，信號才進(jìn)來(lái)一部分，或是低頻成份，或是高頻成份。這樣信號是解調不出來(lái)的。
　　中頻帶寬設置根據實(shí)際工作的需要來(lái)決定的。當然它會(huì )影響其它很多因素，如底噪聲、信號解調的失真度等。
　　經(jīng)過(guò)中頻濾波器的中頻信號功率就是反應了輸入信號的功率。檢測的方法就是用一個(gè)檢波器，將它變?yōu)殡妷狠敵�，體現在縱軸的幅度。當然還要經(jīng)過(guò)D/A轉換和一些數據處理，加一些修正和一些對數、線(xiàn)性變換。這足以給我們帶來(lái)信號分析上的許多方便。
　　頻譜分析是要分析頻域的。一個(gè)信號要分析兩個(gè)參數，一是幅度，二是頻率。幅度已經(jīng)得出，而頻率和幅度要對應起來(lái)，在某一頻率是什么幅度。 下面介紹一下頻率是如何測量的，如何與幅度對應起來(lái)。
　　其實(shí)很簡(jiǎn)單。它是通過(guò)本振與掃描電壓對應起來(lái)的。本振是一個(gè)壓流振蕩器。本振信號是個(gè)掃描信號。掃描控制是由掃描控制器來(lái)完成的。它同時(shí)控制顯示器的橫坐標。從左到右當掃描電壓在OV時(shí)，在顯示器上是0點(diǎn)，對本振信號來(lái)說(shuō)是F1點(diǎn)，即起始頻率點(diǎn)。當掃描電壓到10V時(shí)，在顯示器上是終止頻率點(diǎn)，本振電壓就是在終止頻率點(diǎn)，中間是線(xiàn)性的。通過(guò)這樣的方法，使得顯示器坐標的每一點(diǎn)與本振F1、F2的每一點(diǎn)對應起來(lái)（射頻信號是本振信號減去中頻信號21.4MHz。當我們操作頻譜儀進(jìn)行分析時(shí)，實(shí)際是在改變本振信號的頻率）。